第05章外存储

5．平均寻道时间、平均潜伏时间 和平均访问时间 （1）平均寻道时间 （Average Seek Time）
平均寻道时间是指磁头移到数据所在磁道 平均需要的时间，单位是ms（毫秒）。平 均寻道时间是硬盘机械能力的表现。现在 的硬盘基本上都具有 10ms以下的平均寻道 时间，有许多甚至达到了6ms。
（2）平均潜伏时间 （Average Latency Time）
数 据 传 输 率 分 为 外 部 传 输 率 （ External Transfer Rate ） 和 内 部 传 输 率 （ Internal Transfer Rate）。通常称外部传输率为突发 数据传输率（Burst Data Transfer Rate）或 接口传输率，是指从硬盘的缓存中向外输出 数据的速率，单位为MB/s。
硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。 所谓单碟容量是指硬盘单张盘片的容量， 单碟容量越大，单位成本越低。因为大容 量硬盘里面通常都有数张盘片，提高单张 盘片的容量，才能提高硬盘的总容量，现 在 3.5 英寸的 IDE 硬盘的单碟容量己经达到 80GB。另外，在硬盘转速相同的情况下， 单碟容量大的比单碟容量小的硬盘在相同 的时间内可以读取更多的文件，因此硬盘 的传输速率也会加快。 通常所说的容量是指硬盘的总容量。
平均潜伏时间是指要读写数据所在 的扇区转到磁头下的时间，一般在 2ms～6ms之间。
（3）平均访问时间 （Average Access Time）
平均访问时间是指磁头从起始位置到达 目标磁道位置，并从目标磁道上找到要 读写的数据扇区所需的时间，它体现了 硬盘的读写速度，是平均寻道时间和平 均潜伏时间的总和。平均访问时间最能 够代表硬盘找到某一数据所用的时间， 越短的平均访问时间越好，目前主流硬 盘一般在8.5ms～9ms。
3．缓存
缓存（ Cache ）是硬盘与外部总线交换 数据的场所，是硬盘内部的高速存储器， 是为解决硬盘的存取速度和内存存取速 度不匹配而设计的（类似于CPU的一二 级缓存）。
缓存的容量因为其造价太高，而不可能做 得 太 大 。 ATA 硬 盘 的 缓 存 大 小 一 般 为 512KB和2MB。现在来说，5 400转/分的硬 盘通常有512KB和2MB两种，7 200转/分的 硬盘的缓存通常为2MB或者8MB还有一些 高端的型号采用了更大的缓存以提高硬盘 性能。硬盘缓存越大，一次的数据吞吐量 就越大，性能也就更好。
（3）单碟容量
每一个硬盘是由一个或几个盘片构成的， 由于盘片数量越多，损坏的可能性越大， 制造成本越高，所以厂商喜欢生产单碟或 者双碟的产品，在市场上也几乎看不到四 碟以上的产品。单碟容量的提升就是存储 密度的提高，这不仅能增加硬盘本身的总 存储容量，而且对硬盘性能影响很大，单 碟容量大的硬盘速度也快。今年将是 100GB甚至133GB单碟产品的天下。
DVD-R/W驱动器：可擦写式光盘驱动器。 COMBO驱动器：CD-ROM，DVD-ROM和 CD-RW功能于一体的一种光盘驱动器。
5.3.3 光驱的外部结构 1．光驱的正面
光驱的正面一般包含下列各部分（如图5-19所 示）。
图5-19 光驱的正面
（1）防尘门和CD-ROM托盘。 （2）耳机插孔。 （3）音量控制按钮。 （4）播放键。注意，有些牌子的光驱是没 有这个键的。 （5）弹出键。按一下此键，光盘会自动弹 出。
（5）接口
接口技术解决的是硬盘到主板间的数 据传输速率问题，从上个世纪末的ATA 33 标准一直发展到ATA 133标准，PATA走到 了尽头。从三年前开始，SATA逐步占领 市场，而随着SATA II标准的制定完毕， 今年将是SATA II崭露头角的一年。虽然 从速度来看，由于内部传输率还不足以挑 战接口速率，SATA还没有表现出超人一 等的实力，但SATA II相对于SATA， SATA相对于PATA有很多优点。
5.3 光盘驱动器
5.3.1
光驱（CD-ROM）发展历
史简述 5.3.2 光驱的种类
1．按接口分类
光驱的接口类型主要有以下几种。
IDE接口：IDE是目前光驱的主流接口。
在586以上的系统中，IDE接口都集成在主
板上，这使得光驱的安装更为简单。另外，
IDE 接口的光驱所附的驱动程序往往可以
互换使用。
桥接方式就是在并行硬盘中上增加一个 并 — 串转换的 SATA 桥芯片来实现串行传 输，简单地理解就是将一块 SATA PCI 卡 的功能整合到硬盘之上。在这种方式下， 硬盘内部或桥芯片与磁盘控制器之间实际 上仍以并行方式传输数据，只是到了 SATA 桥，才将数据串行化。采用这种方 式组建的磁盘系统只在数据线传输的一段 利用了串行技术，并且数据要经过串 — 并、 并 — 串转换，所以 SATA 的 CRC 技术优势 和 150MB/s 的理论界面速度未能完全发挥。
3．按功能分类
按功能分，光驱分为如下几类，如图 5-18 所示。
COMBO
CD-R
CD-RW
DVD-R
图5-18 不同功能的光驱
CD-ROLeabharlann 驱动器：只读型光盘驱动器。 CD-R驱动器：可记录式光盘驱动器。
CD-RW驱动器：可擦写式光盘驱动器。 DVD-ROM驱动器：DVD只读型光盘驱 动器。 DVD-R驱动器：可记录式光盘驱动器。
2．转速
转速是指硬盘内电机主轴的转动速度，单位是 RPM （每分钟旋转次数）。其转速越高，内部 传输速率就越高。目前一般的硬盘转速为 5 400 转/分和7 200转/分，最高的转速则可达到10 000 转 / 分以上。可以这样理解：当磁头在盘片上寻 找、定位数据时，如果盘片转动速度越快，磁头 则可更快地定位到要找的数据，那么硬盘单位时 间内可读取的数据就越多。特别是在读取游戏程 序和拷贝大量数据的时候，转速高低就明显地体 现出来了。
（4）读写策略
如今的厂家往往不只是一味提高所谓的 “速度”，还讲究读写策略，比如处理器 领域的超线程和双核心。而在硬盘上经常 能看到的策略改变是硬盘Firmware的升级， 不 过 这 只 是 小 修 小 改。 如 今 硬 盘 厂 商 把 SCSI 领域的 CQ 技术也拿到桌面产品上， 这就是 SATA II标准里的 NCQ技术。通过 对硬盘读写命令的优化排序，从而做到性 能的最优。
内部传输率也称最大持续传输率 （Sustained Transfer Rate），是指硬盘在 盘片上读写数据的速度，现在的主流硬盘 大多在25MB/s～40MB/s之间。由于硬盘的 内部传输率要小于外部传输率，因此内部 传输率的高低才是评价一个硬盘整体性能 的决定性因素。
一般来说，在硬盘的转速相同时，单碟容 量越大则硬盘的内部传输率越大；在单碟 容量相同时，转速高的硬盘内部传输率也 高；在转速与单碟容量相差不多的情况下， 新推出的硬盘由于处理技术先进，它的内 部传输率也会较高。
SCSI接口：SCSI接口的好处在于可以连 接多个不同设备，并且占用较少的CPU资源。 但 SCSI 接口的光驱需要配合 SCSI 卡一起使 用，而且 SCSI 接口的光驱在安装、设置时 比较麻烦，所以SCSI接口的光驱远不如IDE 接口光驱使用广泛。主要用于工作站、服务 器和一些高档次的计算机上。 专用接口：主要用于一些特殊用途的光驱 专用接口。
注：目前市面上有两种串行硬盘：一种是 “伪”串行硬盘，一种才是真正意义的串 行硬盘。在这里所说的“伪”串行硬盘， 并不是指假货、劣质产品，而是指其实现 串行功能的方式。在早期，由于时间的关 系，各硬盘厂商所推出的串行 ATA硬盘都 是在原基础之上、通过桥接方式来提供对 串行 ATA的支持，毕竟每推出一个新款都 需要一定的研发时间。
（2）缓存
现在的硬盘使用 SDRAM 作为缓存。缓存 对于硬盘的作用就像缓存对于处理器的作 用一样重要。这是一种二级存储结构，让 经常被访问的数据存储在速度快很多、但 成本较高的存储器（缓存）里，这样可以 大大提高硬盘的读写性能。
西部数据公司首先在它的 JB系列硬盘中引 入了8MB的缓存取代之前一直使用的 2MB 缓存产品，把整个行业引入 8MB时代。如 今所有厂商都有 8MB和2MB的产品共存， 以满足不同用户的需求。今年市场上将出 现不少 16MB 缓存的产品，缓存变大的潮 流不可逆转。
6．连续无故障时间（MTBF）
连续无故障时间是指硬盘操作时出现故障 的 时 间 间 隔 的 平 均 数 （ Mean Time Between Failures）。这个指标的数值越大， 表明硬盘的故障率越低，可靠性越高。一 般硬盘的MTBF至少在几十万小时以上。
5.1.3 硬盘的选购指南
硬盘作为 PC 中最主要的外部存储器，其重要性 是显而易见的。硬盘不仅仅是 PC 的数据资料库 而已，它对整机的性能而言，也扮演着重要的角 色，就算 PC 配有最快的 CPU 、内存、显示器， 但性能不佳的硬盘却会严重拖累 PC 整体的性能。 目前的硬盘市场，产品的品种较多，且各有各的 特色，对于普通消费者来说，如何选择一款合适 的硬盘并不是一件很容易的事情，选择硬盘要考 虑什么？
第5章 外存储设备
5.1 硬
盘
5.2 软 盘 驱 动 器
5.1 硬
5.1.1 硬盘的构造
盘
硬盘和软盘很相似，它们的工作原理 大致相同，不同的是软盘与软盘驱动器是 分开的，而硬盘与硬盘驱动器却是装在一 起的，做成一个不可随意拆卸的整体，并 密封起来，如图5-1所示。另外，在使用时， 二者的容量与速度差异很大。
图5-1 硬盘
2．内部结构
5.1.2 硬盘的性能指标
了解了硬盘的基本组成以后，下面介绍一 下硬盘的基本性能指标，以便大家选购硬 盘时更加胸有成竹。
1．容量
作为计算机系统的数据存储器，容量是硬 盘最主要的参数，它表示了硬盘中能存储 的数据量，其单位为千兆字节（GB）。这 里要注意，一般硬盘厂商定义的单位 1GB=1000MB ， 而 系 统 定 义 的 1GB=1 024MB，所以会出现硬盘上的标称值大于 格式化容量的情况，这算业界惯例，属于 正常情况。 Maxtor（迈拓）公司已经推出 了300GB的硬盘。